DE102016200089A1

DE102016200089A1 - Selective cylinder activation in an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102016200089A1
Application number: DE102016200089.6A
Authority: DE
Inventors: Rob Stalman; Harald Stoffels
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-01-28
Filing date: 2016-01-07
Publication date: 2016-07-28

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine bereitgestellt, in dem ein abgeschalteter Zylinder effizient reaktiviert wird, indem durch Steuern der Einlassventile ein hoher Ladedruck für einen zu reaktivierenden Zylinder erzeugt wird, wobei Steuerzeit und / oder Hub der Einlassventile entsprechend der Leistungsanforderung derart eingestellt werden, dass die Einlassventile der aktiven Zylinders im Vergleich zum abgeschalteten Zylinder auf spät verstellt werden und / oder einen geringeren Ventilhub aufweisen. Es wird weiterhin ein System zur Durchführung des Verfahrens bereitgestellt.A method is provided for controlling an internal combustion engine in which a deactivated cylinder is reactivated efficiently by generating a high boost pressure for a cylinder to be reactivated by controlling the intake valves, adjusting timing and / or lift of the intake valves according to the power demand, in that the intake valves of the active cylinders are retarded compared to the deactivated cylinder and / or have a smaller valve lift. There is further provided a system for carrying out the method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aktivierung eines deaktivierten Zylinders in einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern sowie ein System zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for activating a deactivated cylinder in an internal combustion engine having a plurality of cylinders and to a system for carrying out the method.

Bei der Entwicklung von Brennkraftmaschinen ist die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs bei gleichzeitiger Erhöhung der Leistung eine wesentliche Strategie zur Erhöhung des Wirkungsgrades. Die Laststeuerung erfolgt häufig mittels einer im Ansaugtrakt angeordneten Drossel. Durch Verstellen der Drossel kann der Druck der angesaugten Luft hinter der Drossel mehr oder weniger stark reduziert werden. Je mehr die Drossel geschlossen ist, desto weniger angesaugte Luft gelangt vor den Einlass in die Zylinder. Über den Druck der angesaugten Luft, auch Ladeluft genannt, kann auf diese Weise die Luftmasse und damit die Leistung der Brennkraftmaschine geregelt werden. Im Teillastbereich ist diese Art der Regelung jedoch nachteilig, da geringe Lasten eine hohe Drosselung und Druckabsenkung im Ansaugtrakt erfordert, wodurch die Ladungswechselverluste mit abnehmender Last und zunehmender Drosselung steigen. In the development of internal combustion engines, the reduction of fuel consumption while increasing the power is an essential strategy for increasing the efficiency. The load control is often done by means of a throttle arranged in the intake. By adjusting the throttle, the pressure of the intake air behind the throttle can be more or less reduced. The more the throttle is closed, the less intake air enters the cylinders before the intake. About the pressure of the intake air, also called charge air, can be controlled in this way the air mass and thus the performance of the internal combustion engine. In the partial load range, however, this type of control is disadvantageous because low loads require high throttling and pressure reduction in the intake, whereby the charge cycle losses increase with decreasing load and increasing throttling.

Der Kraftstoffverbrauch kann z. B. durch Deaktivieren eines oder mehrerer Zylinder reduziert werden. Der Wirkungsgrad im Teillastbereich kann hierdurch verbessert werden, da die Abschaltung eines Zylinders einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine die Belastung der anderen Zylinder erhöht. Dadurch muss die Drossel weiter geöffnet werden, da die in Betrieb befindlichen Zylinder bei erhöhter Belastung eine größere Luftmenge benötigen. Dadurch wird insgesamt eine Entdrosselung der Brennkraftmaschine erreicht. The fuel consumption can, for. B. be reduced by deactivating one or more cylinders. The efficiency in the partial load range can thereby be improved because the shutdown of a cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine increases the load on the other cylinders. As a result, the throttle must be opened further because the operating cylinders require a larger amount of air at elevated load. As a result, a total Entdrosselung the internal combustion engine is achieved.

Neben den Vorteilen einer Deaktivierung einzelner Zylinder besteht allerdings der Nachteil, dass es bei einer Reaktivierung eines deaktivierten Zylinders zu einer Leistungsverzögerung kommt. Besonders bei einer schnellen Vollgasanforderung aus einem Niedriglastmodus heraus kann es zu einer Leistungsverzögerung kommen. Dieses Problem besteht auch bei einer Reihenanordnung von Zylindern. In addition to the advantages of deactivating individual cylinders, however, there is the disadvantage that a reactivation of a deactivated cylinder results in a power delay. Especially with a fast throttle request from a low load mode, a power delay may occur. This problem also exists with a series arrangement of cylinders.

Es besteht damit die Aufgabe, deaktivierte Zylinder in einer Reihenbrennkraftmaschine bei einem Reaktivieren schnell an die optimale Leistung heranzuführen. It is therefore the task of rapidly bringing deactivated cylinders in a series internal combustion engine at reactivation to the optimum performance.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Neben- und Unteransprüchen, den Figuren und den Ausführungsbeispielen. This object is achieved by a method having the features of claim 1. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and claims, the figures and the embodiments.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine mit mindestens zwei in Reihe angeordneten Zylindern mit jeweils mindestens einem Einlass- und Auslassventil, einem Ansaugtrakt mit einer Drossel sowie einer Steuerungseinrichtung, wobei mindestens einer der Zylinder in einem Betrieb mit verstellbarem Hubraum selektiv deaktivierbar ist und mindestens ein Zylinder deaktiviert sowie mindestens ein Zylinder aktiviert ist, und wobei der deaktivierte Zylinder in den Schritten

– S1) Stellen einer Leistungsanforderung,
– S2) Erteilen von Steuerbefehlen durch die Steuerungseinrichtung an, jeweils eine Einrichtung zum Variieren der Steuerzeiten und / oder des Hubes mindestens eines Einlassventiles sowie an die Drossel
– S3) Maximales Öffnen der Drossel,
– S4) Einstellen von Steuerzeiten und / oder Hub mindestens eines Einlassventils des deaktivierten Zylinders,
– S5) Einstellen von verzögerten Steuerzeiten und / oder eines geringeren Hubes der Einlassventile der aktivierten Zylinder im Vergleich zu den Einlassventilen des deaktivierten Zylinders,
– S6) Ansaugen von Ladeluft in den deaktivierten Zylinder,
– S7) Verdichten und Zünden eines gebildeten Kraftstoff-Luft-Gemischs im deaktivierten Zylinder, und
– S8) Öffnen des Auslassventils des deaktivierten Zylinders

aktiviert wird, wobei die Steuerzeiten und der Hub der Einlassventile der Zylinder so gesteuert werden, dass die Einlassventile des deaktivierten Zylinders im Vergleich zu den Einlassventilen der aktivierten Zylinder frühere Steuerzeiten und / oder einen größeren Hub aufweisen, und die Einlassventile der aktivierten Zylinder im Vergleich zu dem deaktivierten Zylinder jeweils möglichst verzögerte Steuerzeiten und / oder einen möglichst geringen Ventilhub aufweisen.A first aspect of the invention relates to a method for controlling an internal combustion engine having at least two cylinders arranged in series, each having at least one inlet and outlet valve, an intake with a throttle and a control device, wherein at least one of the cylinders selectively deactivatable in an adjustable displacement operation and at least one cylinder is deactivated and at least one cylinder is activated, and wherein the deactivated cylinder is in the steps

S1) make a performance request,
- S2) Granting of control commands by the control device, in each case a device for varying the timing and / or the stroke of at least one intake valve and to the throttle
- S3) maximum opening of the throttle,
S4) setting of control times and / or lift of at least one inlet valve of the deactivated cylinder,
S5) setting of delayed control times and / or a smaller lift of the intake valves of the activated cylinders compared to the intake valves of the deactivated cylinder,
S6) sucking charge air into the deactivated cylinder,
- S7) compressing and igniting a formed fuel-air mixture in the deactivated cylinder, and
- S8) Opening the exhaust valve of the deactivated cylinder

is activated, wherein the timing and the lift of the intake valves of the cylinders are controlled such that the intake valves of the deactivated cylinder compared to the intake valves of the activated cylinders have earlier timing and / or a larger stroke, and the intake valves of the activated cylinder compared to Have the deactivated cylinder as possible delayed timing and / or the smallest possible valve lift.

Es hat sich überraschend herausgestellt, dass durch ein Erhöhen des Einlassdrucks die thermodynamische Reaktion des zu reaktivierenden Zylinders verbessert wird und er schneller für eine Volllast zur Verfügung steht. Das Einschwingverhalten des zu reaktivierenden Zylinders wird damit verbessert, was sich besonders bei EcoBoost-Brennkraftmaschinen mit einem hohen Grad an Downsizing auswirkt. Dabei wird das Timing der Reaktivierung eines deaktivierten Zylinders so gewählt, dass eine hohe, bevorzugt eine maximale, Menge an Ladeluft für die Reaktivierung des zu aktivierenden Zylinders bereitgestellt wird. Dabei verbrauchen die aktiven Zylinder entsprechend der eingestellten Steuerzeiten und / oder des eingestellten Hubes der Hubventile der aktiven Zylinder weniger Ladeluft, wodurch mehr Ladeluft zum Aktivieren des deaktivierten Zylinders zur Verfügung steht. Damit steht zum Starten des deaktivierten Zylinders vorteilhafterweise ein hoher, idealerweise maximal hoher Ladedruck zur Verfügung. Das Timing wird durch einen dem Fachmann geläufigen Stellantrieb an einer Nockenwelle, bevorzugt einer Einlass-Nockenwelle, umgesetzt, der die Steuerzeiten der Einlassventile der Zylinder entsprechend der Steuerbefehle der Steuerungseinrichtung variiert. Der Stellantrieb ist herkömmlicherweise eine Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung. Der Hub kann mittels dem Fachmann bekannten Einrichtungen bzw. Methoden in Abhängigkeit von der Art der Einlassventile unterschiedlich eingestellt werden.It has surprisingly been found that by increasing the inlet pressure, the thermodynamic response of the cylinder to be reactivated is improved and it is faster available for a full load. The transient response of the cylinder to be reactivated is thus improved, which has a high degree of downsizing, especially in EcoBoost internal combustion engines. In this case, the timing of the reactivation of a deactivated cylinder is selected such that a high, preferably a maximum, amount of charge air is provided for the reactivation of the cylinder to be activated. The active cylinders consume less charge air according to the set control times and / or the set stroke of the lift valves of the active cylinders, whereby more charge air for activating the deactivated cylinder for Available. This is to start the deactivated cylinder advantageously a high, ideally maximum boost pressure available. Timing is implemented by an actuator known to those skilled in the art on a camshaft, preferably an intake camshaft, that varies the timing of the intake valves of the cylinders according to the control commands of the controller. The actuator is conventionally a variable valve timing device. The stroke can be adjusted differently by means of devices or methods known to the person skilled in the art, depending on the type of intake valves.

Das Verfahren wird derart gesteuert, dass die Zeitpunkte des Öffnens der Einlassventile aller Zylinder, auch als Steuerzeiten bezeichnet, sowie der Hub der Einlassventile dem Reaktivieren des deaktivierten Zylinders angepasst werden.The method is controlled so that the timing of opening the intake valves of all cylinders, also referred to as timing, and the lift of the intake valves are adapted to reactivate the deactivated cylinder.

Dabei ist es zum Erreichen eines maximal hohen Ladedrucks bevorzugt, wenn die Steuerzeiten und / oder der Hub der Einlassventile sowohl der aktiven Zylinder als auch des deaktivierten Zylinders angesteuert werden. Mit anderen Worten ist es bevorzugt, wenn die aktivierten und der deaktivierte Zylinder synchron angesteuert werden, mit anderen Worten die Steuerung der Einlassventile also gekoppelt ist.It is preferred for achieving a maximum boost pressure when the timing and / or the lift of the intake valves of both the active cylinder and the deactivated cylinder are controlled. In other words, it is preferable if the activated and the deactivated cylinders are controlled synchronously, in other words, the control of the intake valves is coupled.

Das Steuern der Drossel erfolgt in dem Verfahren entsprechend eines Steuerbefehls, nach dem die Drossel zu einem bestimmten Grad geöffnet oder geschlossen wird. Dies kann beispielsweise mittels eines elektrischen Stellmotors durchgeführt werden. Alternativ kann das System auch keine Drossel aufweisen; in diesem Fall entfällt Schritt S3.The throttle is controlled in the method according to a control command, after which the throttle is opened or closed to a certain degree. This can be done for example by means of an electric servomotor. Alternatively, the system may not have a throttle; in this case, step S3 is omitted.

Vorzugsweise wird das Verfahren bei Brennkraftmaschinen durchgeführt, in denen zur Kraftstoffversorgung der Zylinder eine Direkteinspritzung vorgesehen ist. Das Verfahren wird weiterhin bevorzugt bei Brennkraftmaschinen durchgeführt, bei denen drei Zylinder vorhanden sind. Dabei wird bevorzugt der in der mittleren Position der Zylinderanordnung angeordnete Zylinder deaktiviert und aktiviert.Preferably, the method is carried out in internal combustion engines in which a direct injection is provided for the fuel supply of the cylinder. The method is furthermore preferably carried out in internal combustion engines in which three cylinders are present. In this case, the cylinder arranged in the middle position of the cylinder arrangement is preferably deactivated and activated.

Weiterhin ist es bevorzugt, wenn der deaktivierte Zylinder aus einem Niedriglastmodus heraus für eine Vollgasanforderung aktiviert wird. Dabei wird mit dem Verfahren besonders vorteilhaft eine große Menge an Ladeluft bereitgestellt, die der deaktivierte Zylinder benötigt, um schnell die benötigte Leistung zu liefern. Furthermore, it is preferable if the deactivated cylinder is activated from a low load mode for a full throttle request. In this case, the method particularly advantageously provides a large amount of charge air, which the deactivated cylinder requires in order to quickly supply the required power.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein System zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, zum Aktivieren mindestens eines deaktivierten Zylinders in einer Reihe von mindestens zwei Zylindern einer Brennkraftmaschine die Steuerzeiten und den Hub von Einlassventilen der Zylinder so zu steuern, dass die Einlassventile des deaktivierten Zylinders im Vergleich zu den Einlassventilen des aktivierten Zylinders frühere Steuerzeiten und / oder einen größeren Hub aufweisen, und die Einlassventile des aktivierten Zylinders im Vergleich zu dem deaktivierten Zylinder jeweils möglichst verzögerte Steuerzeiten und / oder einen möglichst geringen Ventilhub aufweisen.A second aspect of the invention relates to a system for carrying out a method according to one of the preceding claims, wherein a control device is provided for activating at least one deactivated cylinder in a series of at least two cylinders of an internal combustion engine, the timing and the stroke of intake valves of the cylinder so control that the intake valves of the deactivated cylinder compared to the intake valves of the activated cylinder have earlier control times and / or a larger stroke, and the intake valves of the activated cylinder compared to the deactivated cylinder respectively delayed as possible control times and / or the smallest possible valve lift ,

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Systems entsprechen dabei denen des Verfahrens. Besonders vorteilhaft ist das System geeignet, einen maximal hohen Ladedruck zum Starten des deaktivierten Zylinders zur Verfügung zu stellen. The advantages of the system according to the invention correspond to those of the method. Particularly advantageously, the system is suitable for providing a maximum boost pressure for starting the deactivated cylinder.

Vorzugsweise weist die Reihe von Zylindern der Brennkraftmaschine in dem erfindungsgemäßen System drei Zylinder auf. Dabei ist vorzugsweise der in der mittleren Position der Zylinderanordnung angeordnete Zylinder zum Abschalten und Aktivieren vorgesehen.Preferably, the row of cylinders of the internal combustion engine in the system according to the invention comprises three cylinders. In this case, the cylinder arranged in the middle position of the cylinder arrangement is preferably provided for switching off and activating.

Ein dritter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen System. A third aspect of the invention relates to a motor vehicle with a system according to the invention.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to FIGS. Show it:

1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems. 1 an embodiment of the system according to the invention.

2 ein Fließdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 a flow diagram of an embodiment of the method according to the invention.

3 eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen Ventilhub und Druckveränderung im Zylinder in Abhängigkeit vom zeitlichen Verlauf. 3 a graphical representation of the ratio between valve lift and pressure change in the cylinder as a function of time course.

4a eine graphische Darstellung der Beschleunigung in Abhängigkeit vom zeitlichen Verlauf. 4a a graphic representation of the acceleration as a function of the time course.

4b eine graphische Darstellung der Ableitung der Beschleunigung in Abhängigkeit vom zeitlichen Verlauf. 4b a graphic representation of the derivative of the acceleration as a function of the time course.

Das erfindungsgemäße System 1 umfasst in der Ausführungsform gemäß der Darstellung von 1 eine Steuerungseinrichtung 2 und eine Brennkraftmaschine 3 mit drei Zylindern 4, wobei die Zylinder jeweils ein Einlassventil 5 und ein Auslassventil 6 aufweisen. Alternativ kann die Brennkraftmaschine 3 auch weniger oder mehr als drei Zylinder 4 aufweisen; weiterhin können die Zylinder 4 auch mehr Ventile aufweisen, z. B. mit jeweils zwei Einlassventilen 5 und zwei Auslassventilen 6 vier pro Zylinder 4. Über einen Ansaugtrakt 7, in welchem eine Drossel 8 angeordnet ist, wird Ladeluft in den Ladeluftsammelbehälter 9 transportiert, aus dem die Ladeluft über die Einlassventile 5 in die Brennräume der Zylinder 4 gelangt. Optional ist ein Turbolader im System 1 vorhanden, dessen Turbine die kinetische Energie des Abgasstroms nutzt um einen Verdichter anzutreiben, der verdichtete Ladeluft bereitstellt (nicht gezeigt). Von einem Abgassammelbehälter 10 aus wird Abgas über einen Abgastrakt 11 abgeleitet. Die Nummerierung der Zylinder 4 erfolgt entsprechend ihrer Reihenfolge, so dass in einer reihenförmigen Anordnung von drei Zylindern 4 der mittlere als zweiter Zylinder 4b bezeichnet wird, und die äußeren Zylinder als erster 4a und zweiter Zylinder 4c. The system according to the invention 1 includes in the embodiment shown in FIG 1 a control device 2 and an internal combustion engine 3 with three cylinders 4 , wherein the cylinders each have an inlet valve 5 and an exhaust valve 6 exhibit. Alternatively, the internal combustion engine 3 also less than or more than three cylinders 4 exhibit; furthermore, the cylinders can 4 also have more valves, z. B. with two inlet valves 5 and two exhaust valves 6 four per cylinder 4 , About an intake tract 7 in which one throttle 8th is arranged, charge air is in the charge air receiver 9 transported, from which the charge air via the intake valves 5 into the combustion chambers of the cylinders 4 arrives. Optional is a turbocharger in the system 1 whose turbine uses the kinetic energy of the exhaust stream to drive a compressor that provides compressed charge air (not shown). From an exhaust collector 10 Off is exhaust gas over an exhaust tract 11 derived. The numbering of the cylinders 4 takes place according to their order, so that in a row-shaped arrangement of three cylinders 4 the middle as the second cylinder 4b is designated, and the outer cylinder as the first 4a and second cylinder 4c ,

Die Einlassventile 5 und die Auslassventile 6 stehen jeweils mit einer Einlassnockenwelle 12 bzw. einer Auslassnockenwelle 13 in Wirkverbindung. Die Einlassnockenwelle 12 steht wiederum mit einem Stellantrieb 14 in Wirkverbindung, um eine Einstellung verschiedener Steuerzeiten der Einlassventile 5 in Abhängigkeit von der Motorlast oder einer Leistungsanforderung bewirken zu können. Der Stellantrieb ist bevorzugt eine Vorrichtung für eine variable Ventilsteuerung 14, und besonders bevorzugt ein Phasenversteller 14. Zusätzlich kann auch die Auslassnockenwelle 13 mit einer Vorrichtung für eine variable Ventilsteuerung in Wirkverbindung stehen. Dabei ist dem Fachmann bekannt, wie eine Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung funktioniert. Die Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung funktioniert vorzugsweise über hydraulische Aktuatoren, aber beispielsweise auch elektrische Aktuatoren, die auch als Phasenversteller bezeichnet werden. Das Steuern erfolgt in Abhängigkeit von der Motorlast oder gemäß erteilten Steuerungsbefehlen. The intake valves 5 and the exhaust valves 6 each stand with an intake camshaft 12 or an exhaust camshaft 13 in active connection. The intake camshaft 12 again stands with an actuator 14 operatively connected to an adjustment of different timing of the intake valves 5 depending on the engine load or a power requirement. The actuator is preferably a device for a variable valve timing 14 , and more preferably a phaser 14 , In addition, the exhaust camshaft can also 13 be in operative connection with a device for a variable valve timing. It is known in the art how a device for variable valve timing works. The device for variable valve control preferably works via hydraulic actuators, but for example also electrical actuators, which are also referred to as phasing. The control takes place depending on the engine load or according to issued control commands.

Der Hub der Hubventile kann in Abhängigkeit von der Art des Ventils auf verschiedene Weise variiert werden, die dem Fachmann jeweils geläufig ist.The stroke of the lift valves can be varied in various ways, depending on the type of valve, which is familiar to those skilled in the art.

Der Stellantrieb 14 an der Nockenwelle 12 ist mittels einer Signalleitung 15 mit der Steuerungseinrichtung 2 verbunden. Die Steuerungseinrichtung 2 ist weiterhin mit der Drossel 8 verbunden, um deren Öffnung entsprechend der notwendigen Ladeluftmenge zu steuern. Zum Bereitstellen einer maximal möglichen Menge an Ladeluft soll die Drossel dabei möglichst vollständig geöffnet sein. Die Steuerungseinrichtung 2 ist weiterhin mit den Ventilen bzw. Einrichtungen zum Variieren des Ventilhubs verbunden, um den Ventilhub besonders der Einlassventile 5 der einzelnen Zylinder 4 entsprechend den Anforderungen zu variieren. Die Steuerungseinrichtung 2 ist weiterhin ausgebildet, Steuerbefehle weiterzuleiten, die beispielsweise vom Fahrer des Fahrzeugs kommen und in einer bestimmten Leistungsanforderung bestehen, z. B. eine Vollgasanforderung. Weiterhin steht die Steuerungseinrichtung 2 mit einer Regeleinheit in Verbindung (nicht gezeigt), die mittels einer Reihe von Sensoren Informationen über den Fahrzeugstatus ermittelt, diese auswertet und Werte an die Steuerungseinrichtung 2 übermittelt, die entsprechende Steuerbefehle an die Drossel 8 und/oder den Stellantrieb 14 der Einlass-Nockenwellen 12 und/oder die Einlassventile 5 übermittelt, um die Leistung der Brennkraftmaschine 3 an die Fahrsituation anzupassen. The actuator 14 on the camshaft 12 is by means of a signal line 15 with the control device 2 connected. The control device 2 is still with the throttle 8th connected to control their opening according to the required charge air quantity. To provide a maximum possible amount of charge air, the throttle should be as completely open as possible. The control device 2 is further connected to the valves for varying the valve lift to the valve lift, especially the intake valves 5 the single cylinder 4 to vary according to the requirements. The control device 2 is further adapted to forward control commands that come for example from the driver of the vehicle and exist in a specific power requirement, eg. B. a full throttle request. Furthermore, the control device is available 2 with a control unit in conjunction (not shown), which determines by means of a series of sensors information about the vehicle status, this evaluates and values to the control device 2 transmits the appropriate control commands to the throttle 8th and / or the actuator 14 the intake camshafts 12 and / or the intake valves 5 transmitted to the performance of the internal combustion engine 3 to adapt to the driving situation.

In einem Betrieb bei niedriger Lastanforderung ist der zweite Zylinder 4b deaktiviert. Um den deaktivierten Zylinder 4b bei einer Lastanforderung, besonders einer Vollgasanforderung, möglichst schnell zu reaktivieren, während sich in die Brennkraftmaschine 3 im Zweizylindermodus mit zwei aktiven Zylindern 4a, 4c befindet, und damit in den Dreizylindermodus zu führen, wird entsprechend der Darstellung gemäß 2 in einem ersten Schritt S1 eine Vollgasanforderung durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs erteilt. In einem zweiten Schritt S2 werden durch die Steuerungseinrichtung 2 Steuerbefehle an den Stellantrieb 14 der Einlass-Nockenwelle 12 sowie an die Drossel 8 übermittelt. In einem dritten Schritt S3 wird die Drossel 8 entsprechend des Steuerbefehls geöffnet, vorzugsweise maximal, soweit sie nicht bereits geöffnet ist. In einem vierten Schritt S4 nimmt der Stellantrieb 14 entsprechend des Steuerbefehls eine Position ein, die für den zu reaktivierenden Zylinder 4b die Bereitstellung einer hohen, vorzugsweise maximalen, Ladeluftmenge ermöglicht. Dabei kann die Steuerzeit für das Einlassventil 5 des zu reaktivierenden Zylinders 4b so eingestellt sein, wie sie bei einem gleichzeitigen Öffnen der Einlassventile 5 aller Zylinder 4 in einem normalen Betrieb der Brennkraftmaschine sein würde. Die Steuerzeit für das Einlassventil 5 des zu reaktivierenden zweiten Zylinders 4b kann aber im Vergleich zum besagten normalen Betrieb auch auf früh verstellt sein, so dass das Einlassventil 5 des zu reaktivierenden zweiten Zylinders 4b vergleichsweise früher geöffnet wird. In a low load request operation, the second cylinder is 4b disabled. To the disabled cylinder 4b at a load request, especially a full throttle request to reactivate as quickly as possible while in the internal combustion engine 3 in two-cylinder mode with two active cylinders 4a . 4c is to guide, and thus in the three-cylinder mode, as shown in FIG 2 in a first step S1, a full throttle request issued by the driver of the motor vehicle. In a second step S2, the control device 2 Control commands to the actuator 14 the intake camshaft 12 as well as to the throttle 8th transmitted. In a third step S3, the throttle 8th opened according to the control command, preferably maximum, if it is not already open. In a fourth step S4 takes the actuator 14 in accordance with the control command, a position corresponding to the cylinder to be reactivated 4b the provision of a high, preferably maximum, charge air quantity allows. In this case, the timing for the intake valve 5 of the cylinder to be reactivated 4b be set as they are at the same time opening the intake valves 5 all cylinders 4 would be in a normal operation of the internal combustion engine. The timing of the intake valve 5 of the second cylinder to be reactivated 4b but can also be adjusted to early compared to the said normal operation, so that the inlet valve 5 of the second cylinder to be reactivated 4b opened comparatively earlier.

In einem fünften Schritt S5, der gleichzeitig mit dem Schritt S4 erfolgen kann, werden die Steuerzeiten der Einlassventile 5 der aktivierten Zylinder 4a, 4c im Vergleich zu den Steuerzeiten der Einlassventile des deaktivierten Zylinders 4b verzögert, d.h. auf spät verstellt. Dadurch weisen die Einlassventile 5 des deaktivierten Zylinders 4b im Vergleich zu den Einlassventilen 5 der aktivierten Zylinder 4a, 4c frühere Steuerzeiten auf, und die Einlassventile 5 der aktivierten Zylinder 4a, 4c weisen im Vergleich zu dem deaktivierten Zylinder 4b möglichst verzögerte Steuerzeiten auf. Neben dem Verstellen der Steuerzeiten kann auch der Ventilhub der Einlassventile 5 variiert werden, wobei der Ventilhub des deaktivierten, zu aktivierenden Zylinders 4b möglichst groß im Vergleich zum Hub der aktiven Zylinders 4a, 4c eingestellt wird und umgekehrt der Ventilhub der aktiven Zylinder 4a, 4c auf möglichst gering gegenüber dem des deaktivierten Zylinders 4b. In einem sechsten Schritt S6 wird das Einlassventil 5 des deaktivierten Zylinders 4b durch die phasenverstellten Nocken des Stellantriebs geöffnet und Ladeluft angesaugt. In einem siebten Schritt S7 wird das gebildete Kraftstoff-Luft-Gemisch in dem deaktivierten Zylinder 4b verdichtet und gezündet. In einem achten Schritt S8 wird mindestens ein Auslassventil 6 des deaktivierten Zylinders 4b geöffnet und Abgas ausgestoßen. Damit wurde der deaktivierte Zylinder 4b aktiviert, und die Brennkraftmaschine 3 befindet sich im Dreizylindermodus. In a fifth step S5, which may occur simultaneously with step S4, the timing of the intake valves 5 the activated cylinder 4a . 4c compared to the timing of the intake valves of the deactivated cylinder 4b delayed, ie delayed. This shows the inlet valves 5 of the deactivated cylinder 4b compared to the intake valves 5 the activated cylinder 4a . 4c earlier timing on, and intake valves 5 the activated cylinder 4a . 4c compared to the disabled cylinder 4b possibly delayed control times. In addition to adjusting the timing and the valve lift of the intake valves 5 be varied, wherein the valve lift of the deactivated, to be activated cylinder 4b as large as possible compared to the stroke of the active cylinder 4a . 4c is set and vice versa the valve lift of the active cylinder 4a . 4c As low as possible compared to the deactivated cylinder 4b , In a sixth step S6, the inlet valve 5 of the deactivated cylinder 4b opened by the phase-shifted cam of the actuator and sucked in charge air. In a seventh step S7, the formed fuel-air mixture in the deactivated cylinder 4b compacted and ignited. In an eighth step S8, at least one exhaust valve 6 of the deactivated cylinder 4b opened and exhaust exhausted. This became the disabled cylinder 4b activated, and the internal combustion engine 3 is in three-cylinder mode.

In 3 ist das Reaktivieren eines abgeschalteten Zylinders anhand einer Auftragung von Einlassventilhub und Zylinderdruck (Ordinate) gegen die Zeit (Abszisse) dargestellt. Nach dem Öffnen der Drossel 8 in Schritt S3 (Linie 1) wird in Schritt S4 das Einlassventil 5 des zweiten, deaktivierten Zylinders 4b geöffnet und Ladeluft angesaugt (Linie 2). Nach Schließen des Einlassventils 5 wird Schritt S5 wird das gebildete Kraftstoff-Luft-Gemisch verdichtet und gezündet; der Druck im Zylinder wird erhöht (Linie 3). In Schritt S6 wird mindestens das Auslassventil 6 geöffnet und Abgas ausgestoßen (Linie 4). Linie 5 gibt den Druck im Ladeluftsammelbehälter 12 und Linie 6 den Druck im Abgassammelbehälter 13 an. Der Druck im Ladeluftsammelbehälter 12 steigt nach dem Öffnen der Drossel 8 und vor dem Öffnen des Einlassventils 5 des zweiten Zylinders an. Der Druck im Abgassammelbehälter 13 steigt jeweils nach dem Öffnen des Abgasventils 6 des zweiten Zylinders an, wozu aber auch das Abgas der anderen Zylinder beiträgt.In 3 Fig. 3 shows the reactivation of a deactivated cylinder by a plot of intake valve lift and cylinder pressure (ordinate) versus time (abscissa). After opening the throttle 8th in step S3 (line 1), the intake valve is in step S4 5 of the second deactivated cylinder 4b opened and charge air sucked in (line 2). After closing the inlet valve 5 step S5, the formed fuel-air mixture is compressed and ignited; the pressure in the cylinder is increased (line 3 ). In step S6, at least the exhaust valve 6 opened and exhaust expelled (line 4). line 5 gives the pressure in the charge air receiver 12 and line 6 the pressure in the exhaust gas collector 13 at. The pressure in the charge air receiver 12 rises after opening the throttle 8th and before opening the inlet valve 5 of the second cylinder. The pressure in the exhaust gas collector 13 rises after each opening of the exhaust valve 6 the second cylinder, but also contributes to the exhaust of the other cylinder.

Die große Ladeluftmenge bewirkt bei der Reaktivierung des abgeschalteten Zylinders einen Aufladeeffekt. In 4a ist durch Auftragen der Beschleunigung gegen die Zeit dargestellt, dass sich beim Übergang vom Zweizylinderin den Dreizylindermodus mit erhöhtem Ladeluftdruck für den zu reaktivierenden Zylinder höhere Beschleunigungswerte des Kraftfahrzeugs ergeben (fette Linie) als mit herkömmlichem Ladeluftdruck. Das geht auch aus der Auftragung der Ableitung der Beschleunigung gegen die Zeit hervor (4b). The large charge air quantity causes a recharging effect when reactivating the deactivated cylinder. In 4a is represented by plotting the acceleration versus time that when the two cylinder transition to the three cylinder increased charge air pressure mode for the cylinder to be reactivated, higher acceleration values of the motor vehicle (bold line) than with conventional charge air pressure result. This is also apparent from the plot of the derivative of acceleration versus time ( 4b ).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: System system
22: Steuerungseinrichtung control device
33: Brennkraftmaschine Internal combustion engine
44: Zylinder cylinder
4a4a: erster Zylinder first cylinder
4b4b: zweiter Zylinder second cylinder
4c4c: dritter Zylinder third cylinder
55: Einlassventil intake valve
66: Auslassventil outlet valve
77: Ansaugtrakt intake system
88th: Drossel throttle
99: Ladeluftsammelbehälter Charge air collecting
1010: Abgassammelbehälter exhaust gas receiver
1111: Abgastrakt exhaust tract
1212: Einlassnockenwelle intake camshaft
1313: Auslassnockenwelle exhaust
14 14: Stellantrieb actuator
1515: Signalleitung signal line

Claims

Method for controlling an internal combustion engine having at least two cylinders arranged in series, each having at least one intake and exhaust valve, an intake with a throttle and a control device, wherein at least one of the cylinders is selectively deactivated in an adjustable displacement operation, at least one cylinder is deactivated and at least one cylinder is activated, and wherein the deactivated cylinder is in the steps S1) make a performance request, - S2) issuing control commands by the control device to a respective device for varying the timing and / or the stroke of at least one inlet valve and to the throttle, - S3) maximum opening of the throttle, S4) setting of control times and / or lift of at least one inlet valve of the deactivated cylinder, S5) setting of delayed control times and / or a lower lift of the intake valves of the activated cylinders compared to the intake valves of the deactivated cylinder, S6) sucking charge air into the deactivated cylinder, - S7) compressing and igniting a formed fuel-air mixture in the deactivated cylinder, and - S8) Opening the exhaust valve of the deactivated cylinder is activated, wherein the timing and the lift of the intake valves of the cylinders are controlled such that the intake valves of the deactivated cylinder compared to the intake valves of the activated cylinders have earlier timing and / or a larger stroke, and the intake valves of the activated cylinder compared to The deactivated cylinder as far as possible delayed control times and / or each have the smallest possible valve lift.

The method of claim 1, wherein the intake valves of all cylinders are driven synchronously.

The method of claim 1 or 2, wherein it is carried out in an internal combustion engine in which a direct injection is provided for the fuel supply of the cylinder.

Method according to one of the preceding claims, wherein it is carried out in an internal combustion engine with three cylinders.

The method of claim 4, wherein the cylinder disposed in the middle position of the cylinder assembly is deactivated and activated.

Method according to one of the preceding claims, wherein the deactivated cylinder is activated from a low load mode for a full throttle request.

System ( 1 ) for carrying out a method according to one of the preceding claims, wherein a control device ( 2 ) is provided for activating a deactivated cylinder ( 4 ) in a row of at least two cylinders ( 4 ) an internal combustion engine ( 3 the timing and / or the lift of intake valves ( 5 ) the cylinder ( 4 ) so that the intake valves of the deactivated cylinder compared to the intake valves of the activated cylinder have earlier timing and / or a larger stroke, and the intake valves of the activated cylinder as compared to the deactivated cylinder respectively delayed as possible control times and / or one possible have low valve lift.

System ( 1 ) according to claim 7, wherein the inlet valve is a series of cylinders ( 4 ) of the internal combustion engine ( 3 ) three cylinders ( 4 ) having.

The system of claim 8, wherein the cylinder disposed in the middle position of the cylinder assembly is provided for shutdown and activation.

Motor vehicle with a system according to one of claims 7-9.